Cognitive mechanisms and motor control during a saccadic eye movement task: evidence from quantitative electroencephalography / Mecanismos cognitivos e controle motor durante uma tarefa de movimento sacádico dos olhos: evidências de eletroencefalografia quantitativa

The saccadic movement is an important behavioral measure used to investigate several cognitive processes, including attention and sensorimotor integration. The present study aimed at investigating changes in beta coherence over frontal, motor, occipital, and parietal cortices during the performance of two different conditions of a prosacadic paradigm. The conditions involved a different pattern of stimulus presentation: a fixed and random stimulus presentation. Twelve healthy volunteers (three male, mean age of 26.25 (SD=4.13) performed the task, while their brain activity pattern was recorded using quantitative electroencephalography. The results showed an interaction between factors condition and moment for the pair of electrode C3/C4. We observed a main effect for moment to CZ/C4, FZ/F3, and P3/PZ. We also found a main effect for condition to FZ/F4, P3/P4, and O1/O2. Our results demonstrated an important role of the inter-connection of the two hemispheres in visual search and movement preparation. The study demonstrates an automation of action and reduction of the focus of attention during the task. We also found that the inter-hemispheric beta coherence plays an important role in the differentiation of the two conditions, and that beta in the right frontal cortex is able to differentiate the conditions, demonstrating a greater involvement of procedural memory in fixed condition. Our results suggest a neuronal specialization in the execution of prosacadic paradigm involving motor task sequence.

O movimento sacádico é uma importante medida de comportamento usada para investigar vários processos cognitivos, incluindo atenção e integração sensório-motora. O presente estudo teve como objetivo investigar as mudanças na coerência em beta nos córtices frontal, motor, parietal e occipital durante a realização de duas condições diferentes de um paradigma do movimento sacádico. As condições envolveram um padrão diferente de apresentação do estímulo: a apresentação do estímulo fixo e do aleatório. Doze voluntários saudáveis ​​(três do sexo masculino, com idade média de 26,25; DP=4,13) realizaram a tarefa, enquanto o seu padrão de atividade cerebral era monitorado, usando eletroencefalografia quantitativa. Os resultados mostraram uma interação entre condição dos fatores e momento para o par de eletrodos C3/C4. Observou-se um efeito principal ao momento para CZ/C4, FZ/F3 e P3/PZ. Encontrou-se também um efeito principal à condição para FZ/F4, P3/P4 e O1/O2. Os resultados demonstram um importante papel da ligação interconexão entre os dois hemisférios, em busca visual e preparação do movimento. O estudo demonstra uma automatização da ação e uma redução do foco de atenção durante a tarefa. Identificou-se também que a coerência em beta entre regiões inter-hemisféricas desempenha um papel importante na diferenciação entre as duas condições. Ainda, beta no córtex frontal direito é capaz de diferenciar as condições, demonstrando-se um maior envolvimento da memória de procedimento em condição fixa. Sendo assim, os presentes resultados sugerem especialização neuronal na execução do paradigma prossacádico envolvendo sequência de tarefa motora.

Gamma band oscillations in parietooccipital areas during performance of a sensorimotor integration task: a qEEG coherence study / Oscilações na banda gama em áreas parieto-occipitais durante desempenho de uma tarefa sensório-motora: um estudo de coerência na EEGq

This study aimed to elucidate cortical mechanisms involved in anticipatory actions when 23 healthy right-handed subjects had to catch a free falling object through quantitative electroencephalogram (qEEG). For this reason, we used coherence that represents a measurement of linear covariation between two signals in the frequency domain. In addition, we investigated gamma-band (30-100 Hz) activity that is related to cognitive and somatosensory processes. We hypothesized that gamma coherence will be increase in both parietal and occipital areas during moment after ball drop, due to their involvement in manipulation of objects, visuospatial processing, visual perception, stimuli identification and attention processes. We confirmed our hypothesis, an increase in gamma coherence on P3-P4 (t= -2.15; p=0.033) and PZ-OZ (t= -2.16; p=0.034) electrode pairs was verified for a paired t-test. We conclude that to execute tasks involving anticipatory movements (feedforward mechanisms), like our own task, probably, there is no need of a strong participation of visual areas in the process of information organization to manipulate objects and to process visuospatial information regarding the contact hand-object.

Este estudo teve como objetivo elucidar os mecanismos corticais envolvidos em ações antecipatórias quando 23 indivíduos saudáveis destros tinham que apreender um objeto em queda livre, através da eletroencefalografia quantitativa (EEGq). Por esta razão, usamos a coerência que representa a covariação linear entre dois sinais no domínio da frequência. Além disso, investigamos a atividade da banda gama (30-100 Hz), que está relacionada à processos cognitivos e somato-sensoriais. Nossa hipótese é que a coerência de gama estará aumentada em ambas as áreas parietais e occipitais durante o momento pós-queda da bola, devido ao seu envolvimento na manipulação de objetos, processamento visuo-espacial, percepção visual, identificação de estímulos e processos de atenção. Confirmamos nossa hipótese. Um aumento de coerência em gama nos pares de eletrodos P3-P4 (t= -2,15; p=0,033) e PZ-OZ (t= -2,16; p=0,034) foi verificado por teste-t pareado. Conclui-se que, para executar tarefas que envolvem movimentos de antecipação (mecanismos de retro-alimentação) como a nossa própria tarefa, provavelmente, não há necessidade de forte participação de áreas visuais no processo de organização da informação como para manipular objetos e processar a informação visuo-espacial no contato mão-objeto.

Massaging over the greater occipital nerve reduces the intensity of migraine attacks: evidence for inhibitory trigemino-cervical convergence mechanisms

Activation of the trigemino-cervical system constitutes one of the first steps in the genesis of migraine. The objective of this study was to confirm the presence of trigemino-cervical convergence mechanisms and to establish whether such mechanisms may also be of inhibitory origin. We describe a case of a 39-years-old woman suffering from episodic migraine who showed a significant improvement in her frontal headache during migraine attacks if the greater occipital nerve territory was massaged after the appearance of static mechanical allodynia (cortical sensitization). We review trigemino-cervical convergence and diffuse nociceptive inhibitory control (DNIC) mechanisms and suggest that the convergence mechanisms are not only excitatory but also inhibitory.

Ativação do sistema trigemino-cervical constitui um dos primeiros passos na gênese da crise de migrânea. O objetivo do estudo foi descrever um caso clínico que sugere a existência de mecanismos de convergência trigemino-cervical (CTC) e que esses possam ser do tipo inibitórios. Nós descrevemos o caso de mulher de 39 anos com migrânea episódica que mostrou significante melhora em sua cefaléia frontal durante suas crises quando realizava massagem sobre o território do nervo occipital maior ipsilateral a dor. A melhora clínica só ocorria quando a paciente apresentava alodinia mecânica estática (sensibilização cortical). Neste estudo nós revisamos os conceitos de CTC e de mecanismos de controle inibitório nociceptivo difuso (MCIN), sugerindo que este último é um elemento comprobatório da presença de CTC do tipo inibitório durante as crises de migrânea.

Organizacion funcional de la corteza cerebral / Functional organization of cerebral cortex

Los avances mas recientes en el entendimiento de la organizacion de la corteza cerebral permiten evaluar clinicamente el estado funcional de zonas especificas del cerebro, sin necesidad de recurrir a costosos procedimientos paraclinicos, muchos de ellos cruentos ademas. En este articulo en forma necesariamente breve y como una ayuda clinica para los estudiantes de medicina, lo mismo que para los medicos no especialistas en neurociencias, se destacan aspectos practicos sobre la organizacion cerebral.